環(huán)氧地坪是以環(huán)氧樹(shù)脂為涂料成膜物質(zhì)，通過(guò)添加固化劑、無(wú)揮發(fā)性的活性稀釋劑、助劑、顏料和填料配制成的一種高性能涂料。環(huán)氧地坪涂料一般分為溶劑型、無(wú)溶劑型和水溶性型。溶劑型環(huán)氧涂料在生產(chǎn)、施工和固化過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)物——VOC，VOC 不僅對(duì)人體有毒性，而且會(huì)造成環(huán)境污染。
水溶性型環(huán)氧涂料雖然對(duì)潮濕基面有良好的黏結(jié)力，但是對(duì)施工的地面清潔度要求高，污物易使涂膜產(chǎn)生縮孔，且對(duì)抗強(qiáng)機(jī)械作用力的分散穩(wěn)定性較差，不太適合停車(chē)庫(kù)應(yīng)用。無(wú)溶劑型環(huán)氧涂料，也稱(chēng)為“自流平涂料”，因不含非活性溶劑，固體含量可調(diào)整接近至100%，一次成膜厚，施工中不會(huì)出現(xiàn)貝納德窩（Benart Cell）和浮色（floating），且無(wú)VOC排放，符合環(huán)保理念，成為地坪應(yīng)用首選[1]。本文研究的對(duì)象為無(wú)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料地坪。
2 環(huán)氧樹(shù)脂涂料應(yīng)用于各類(lèi)地坪
環(huán)氧樹(shù)脂涂層不但具有優(yōu)良的耐水、耐油污、耐化學(xué)品腐蝕等化學(xué)特性，而且具有附著力好、機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性能好，固化后漆膜收縮率低，一般在2% 以下，通過(guò)配方調(diào)整可達(dá)0.2%，在車(chē)庫(kù)地坪施工時(shí)可使固化物內(nèi)應(yīng)力小，不易開(kāi)裂，提供優(yōu)良附著力，能一次涂裝成厚膜等優(yōu)點(diǎn)。
環(huán)氧地坪還因其配方可以添加顏料，可配制成各種色彩而廣受歡迎。美觀、環(huán)保、防水、防腐， 耐磨、耐壓、防滑，抗沖擊強(qiáng)度，鋪裝簡(jiǎn)便、修補(bǔ)、重涂性佳，自上世紀(jì)80 年代進(jìn)入我國(guó)試用以來(lái)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，從單一的工業(yè)地坪走向公眾活動(dòng)較多的商場(chǎng)、學(xué)校、公共娛樂(lè)場(chǎng)所，甚至應(yīng)用于家庭裝潢。目前，環(huán)氧涂料已廣泛應(yīng)用于停車(chē)庫(kù)地坪，稱(chēng)之為環(huán)氧自流平地坪（epoxy self-levelling flooring）。
3 環(huán)氧地坪組成結(jié)構(gòu)
停車(chē)庫(kù)環(huán)氧地坪自上而下一般包括面涂層、中涂層（包括環(huán)氧砂漿層和膩?zhàn)訉樱?、底涂層、?xì)石混凝土（建議做成5cm厚以上，雙向配筋）基層，下臥結(jié)構(gòu)層(圖1)。
車(chē)輛自重及震動(dòng)荷載（豎向）、車(chē)輪摩擦力（水平向）均自面層往下逐層傳遞給下臥結(jié)構(gòu)層。
4.1 環(huán)氧地坪涂層破壞形式
環(huán)氧地坪一般有8～15 年的使用壽命，但是很多停車(chē)庫(kù)往往2～3 年后，甚至更短時(shí)間就出現(xiàn)地坪環(huán)氧涂層脫離基層的破壞情況。環(huán)氧涂層出現(xiàn)與基層有關(guān)的剝離問(wèn)題主要有以下情況：
涂層大面積剝離破壞主要有兩種情況：①環(huán)氧樹(shù)脂層與混凝土基層結(jié)合界面破壞，表現(xiàn)為環(huán)氧涂層脫落，混凝土基層正常無(wú)損，大面積出現(xiàn)，直接原因是界面黏結(jié)力不足；②環(huán)氧涂層與混凝土基層表面砂漿結(jié)合緊密，破壞面出現(xiàn)在混凝土基層內(nèi)部，破壞面位于混凝土基層的砂漿平面。這種破壞形式一般大面積出現(xiàn)，直接原因是混凝土的抗拉強(qiáng)度不足。
環(huán)氧涂層的不同涂膜層也有出現(xiàn)剝離的情況，主要原因是不同涂膜之間的黏結(jié)力不足，一般出現(xiàn)于局部，大面積出現(xiàn)并不常見(jiàn)。
4.1.2 環(huán)氧涂層出現(xiàn)凸起及裂縫
涂層局部凸起，主要表現(xiàn)為出現(xiàn)直徑2～5mm 和30～50mm 不同程度的凸起，主要原因是基層干燥不夠，氣體集聚在漆膜下面，涂膜面吸收水分而凸起，或者是由漆膜固化時(shí)有雜質(zhì)未清理干凈[1]。涂層出現(xiàn)裂縫，表現(xiàn)為涂膜收縮開(kāi)裂和涂層因基層裂縫而拉裂。
4.2 環(huán)氧地坪涂層破壞修復(fù)
環(huán)氧涂層出現(xiàn)凸起或者裂縫一般可以進(jìn)行局部修復(fù)，處理比較簡(jiǎn)單。
停車(chē)庫(kù)環(huán)氧地坪出現(xiàn)大面積的剝離破壞，就會(huì)導(dǎo)致停車(chē)庫(kù)的使用性能和觀感下降，需要進(jìn)行大面積翻修，不但要投入較高的維修費(fèi)用，而且影響了停車(chē)庫(kù)的正常使用。因此，很有必要在設(shè)計(jì)階段明確有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，施工階段嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，預(yù)防出現(xiàn)環(huán)氧涂層的大面積剝離破壞情況。
5 環(huán)氧地坪涂層剝離破壞原因分析與計(jì)算
5.1 環(huán)氧涂層和細(xì)石混凝土基層的主要力學(xué)性能參數(shù)
環(huán)氧砂漿中涂層占環(huán)氧涂層厚度的絕大部分，環(huán)氧涂層的力學(xué)性能近似由環(huán)氧砂漿代表，主要參數(shù)見(jiàn)表1。
5.2 環(huán)氧涂層剝離破壞強(qiáng)度計(jì)算
剝離破壞的兩種情況是強(qiáng)度不足引起的，一種是界面黏結(jié)強(qiáng)度不足，另一種是混凝土基層淺表層抗拉強(qiáng)度不足。在使用階段，結(jié)合界面和混凝土基層淺表層產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的因素主要有兩個(gè)，一個(gè)是車(chē)輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，一個(gè)是溫度變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。
車(chē)輛荷載豎向的有汽車(chē)重量（一般地下停車(chē)庫(kù)的車(chē)輛均為小汽車(chē)），水平方面有前進(jìn)動(dòng)力或剎車(chē)阻力，涂層和基層淺表層處于復(fù)雜受力狀態(tài)。其力學(xué)模型可按如下條件簡(jiǎn)化：
（1 ）依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[5]有關(guān)條文，小汽車(chē)(載人少于9 人)車(chē)輪局部荷載計(jì)算樓板內(nèi)力時(shí)，重力局部荷載取4.5kN，分布在0.2m × 0.2m 的局部面積上。
（2 ）依據(jù)環(huán)氧樹(shù)脂涂層對(duì)車(chē)輪的附
著系數(shù)計(jì)算制動(dòng)力：①取附著系數(shù)為1.0。依據(jù)《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》[8]有關(guān)條文規(guī)定，對(duì)兩種情況：②乘用車(chē)總制動(dòng)力不少于整車(chē)重量（空載，本文參照前一條取值18kN）的60%，前軸制動(dòng)力不少于總制動(dòng)力的60%；③乘用車(chē)滿(mǎn)載以50km/h 的速度制動(dòng)，制動(dòng)距離不超過(guò)20m。進(jìn)行制動(dòng)力計(jì)算：
Fx1=Fz·φ =4.5 × 1.0=4.5kN，式中φ為附著系數(shù)
Fx2=W×60%×60%/2=18×60%×60%/2=3.24kN
Fx3=0.5mv2/S/4=0.5 × 1.800 × 13.892/20/4=2.17kN
并取三者中的大值可得出車(chē)輪局部摩擦力為4.5kN.
車(chē)輪局部受力如圖2 所示，該處處理雙向受力狀態(tài)。按照材料力學(xué)[2]，結(jié)合界面點(diǎn)的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)如圖3 所示，可計(jì)算混凝土基層的局部應(yīng)力。
5.3 環(huán)氧涂層剝離原因
通過(guò)以上分析計(jì)算，車(chē)輛荷載基本不會(huì)單獨(dú)引起停車(chē)庫(kù)環(huán)氧涂層剝離破壞；外界溫度變化引起環(huán)氧涂層和混凝土基層的不協(xié)調(diào)變形，是造成環(huán)氧涂層剝離破壞的主要原因。當(dāng)結(jié)合界面黏結(jié)力少于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，破壞面會(huì)出現(xiàn)在結(jié)合界面；當(dāng)結(jié)合界面黏結(jié)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，破壞混凝土基層淺表面。在實(shí)際應(yīng)用中可以對(duì)車(chē)輛荷載與溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行疊加考慮。環(huán)氧涂層的固化收縮可達(dá)0.2%～2％，其收縮應(yīng)力也不可忽視，完全有可能引起涂層剝離破壞。
當(dāng)混凝土基層通過(guò)伸縮縫劃分為小塊時(shí)，需考慮環(huán)氧涂層和混凝土基層結(jié)合界面上剪應(yīng)力的不利影響。
6 避免停車(chē)庫(kù)環(huán)氧涂層破壞的對(duì)策通過(guò)面分析計(jì)算，確定了環(huán)氧涂層剝離破壞的主要原因，在設(shè)計(jì)和施工階段就可以有針對(duì)性地采取預(yù)防措施。(1)細(xì)石混凝土基層的設(shè)計(jì)強(qiáng)度選用
C 3 0 以上，并且雙向配筋?；鶎邮┕r(shí)，要一次收漿壓平，且保證2mm/m的平整度和防止起砂、空鼓。
(2)試制環(huán)氧地坪涂料配方時(shí)，①要重點(diǎn)關(guān)注中涂層環(huán)氧砂漿的配比，選用線膨脹系數(shù)小、彈性模量低、固化收縮小的配方；②要確保結(jié)合界面的黏結(jié)拉力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，建議達(dá)到2.0MPa 以上。
( 3 ) 施工環(huán)境要求：①建議在室溫10～25℃之間施工、養(yǎng)護(hù)；②無(wú)溶劑環(huán)氧涂料是油性的，要保證基層的含水率少于8%，基層下方要有防水防潮層，基層表面清潔，無(wú)浮漿、浮塵和油污等。
(4)環(huán)氧地坪涂料供應(yīng)廠商應(yīng)對(duì)不同配方的涂料，模擬不同地理氣候環(huán)境，進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，穩(wěn)定配方，施工企業(yè)應(yīng)按照廠商使用說(shuō)明書(shū)嚴(yán)格遵守執(zhí)行。
7 案例
上海某住宅小區(qū)，兩層地下停車(chē)庫(kù)在交付使用約一年，其環(huán)氧地坪涂層就出現(xiàn)了大面積的剝離破壞，地下一層破壞面基本發(fā)生在配筋細(xì)石混凝土表面，局部露筋，地下二層的破壞面大部分發(fā)生在環(huán)氧涂層與混凝土基層的結(jié)合界面。
破壞部位包括車(chē)道、車(chē)位、人行走道、倉(cāng)儲(chǔ)房屋地坪等，行車(chē)道稍顯嚴(yán)重一些，基本排除車(chē)輛荷載的單獨(dú)破壞原因?；炷琳移綄訛榕浣罴?xì)石混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取芯，地下一層的細(xì)石混凝土基層實(shí)測(cè)換算抗壓強(qiáng)度（mfcu）平均為23.3MPa，地下二層的實(shí)測(cè)平均強(qiáng)度為25.9MPa。由于停車(chē)庫(kù)的環(huán)氧涂層在使用不到5年的時(shí)間里不斷地有大面積剝離破壞，期間雖有涂層修補(bǔ)，但涂層剝離繼續(xù)發(fā)生，破損嚴(yán)重，需重新大修。制定的方案為鏟除原有環(huán)氧地坪涂層及配筋細(xì)石混凝土基層，重新做C30 細(xì)石混凝土（內(nèi)配雙向鋼筋網(wǎng)）基層，再新做環(huán)氧地坪涂層。目前已修復(fù)投入使用。
8 結(jié)語(yǔ)
停車(chē)庫(kù)環(huán)氧地坪涂層剝離破壞的原因很多，有設(shè)計(jì)因素，也有施工因素，更有使用和環(huán)境的因素，這些因素疊加在一起時(shí)，問(wèn)題變得十分復(fù)雜。本文繁中取簡(jiǎn)，分析停車(chē)庫(kù)環(huán)氧地坪涂層剝離破壞的主要原因，提出了溫度變化與不同強(qiáng)度的混凝土基層淺表層拉應(yīng)力的近似關(guān)系，并提出預(yù)防和避免對(duì)策，對(duì)新建或維修類(lèi)似停車(chē)庫(kù)環(huán)氧地坪工程，具有重要的參考意義。
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